导读：

1、世界十大增材工艺技术；

2、世界增材制造工艺技术汇编；

3、增材制造最新先进技术介绍；

4、AI技术处理高清照片；

5、增材制造技术视频展播。

‌世界增材制造的十大工艺‌包含以下几种重点技术：

1‌、熔融沉积成型（FDM）‌：

将塑料丝材加热熔化后，经过喷头逐层挤出并固化成型。适用于教育、家庭和小型企业，设备简单、成本优惠，但成型精度较低，表面质量较差‌。

熔融沉积成型，(Fused deposition modeling, FDM)，是一种将各样热熔性的丝状材料（蜡、ABS和尼龙等）加热熔化成形的办法，是3D打印技术的一种。又可被叫作为FFM 熔丝成型 (Fused Filament Modeling) 或FFF 熔丝制造 (Fused Filament Fabrication)，其后两个区别名词重点只是为了避开前者FDM专利问题，然而核心技术原理与应用其实均是相同的。热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型的部分温度稍小于固化温度。热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前一个层面熔结在一块。一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成全部实体零件 。

‌熔融沉积成型（FDM）是一种广泛应用的3D打印技术‌。其工作原理如下：

‌技术原理‌：利用高温将丝状热熔性材料（如蜡、ABS、尼龙等）融化，经过带有微细喷嘴的喷头挤出，根据计算机掌控的路径逐层沉积，最后形成立体实物。

‌系统构成‌：重点包含喷头、送丝公司、运动公司、加热工作室和工作台五个部分。

‌材料需求‌：成型材料需拥有熔融温度低、粘度低、粘结性好、收缩率小等特点；支撑材料需能承受高温、与成型材料不浸润、拥有水溶性或酸溶性等。

应用行业‌：触及汽车、医疗、建筑、娱乐、电子等多个行业，用于概念建模、功能性原型制作、制造加工等。

FDM技术拥有成本低、成型材料范围广、环境污染小等优点，但成型时间较长、精度相对较低。随着技术的进步，FDM的应用行业还在持续拓展‌

先用CAD软件建构出物体的3D立体模型图，将物体模型图输入到FDM的安装。FDM安装的喷嘴就会按照模型图，一层一层移动，同期FDM安装的加热头会注入热塑性材料(ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂、聚碳酸脂、PPSF(聚苯砜)树酯、聚乳酸和聚醚酰亚胺等)。材料被加热到半液体状态后，在电脑的掌控下，FDM安装的喷嘴就会沿着模型图的表面移动，将热塑性材料挤压出来，在该层中凝固形成轮廓。FDM 安装会运用两种材料来执行打印的工作，分别是用于形成成品的建模材料和用作支架的支撑材料，透过喷嘴垂直升降，材料层层堆积凝固后，就能由下而上形成一个3D打印模型的实体。打印完成的实体，就能起始最后的过程，剥除固定在零件或模型外边的支撑材料或用特殊溶液将其溶解，就可运用该零件了。

在3D打印技术中，FDM技术结构简单，不触及激光、高温、高压等危险环节，设计亦最容易，制导致本、守护成本和材料成本较低，因此呢亦是桌面级3D打印机中运用得最多的技术。

01.FDM工作原理

FDM熔融沉积成型，它是将丝状热熔性材料加热融化，经过带有微细喷嘴，在计算机掌控下，喷头按照3D模型的数据移动到指定位置，将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最后凝固。

材料被喷出后沉积在制作面板或前一层已固化的材料上，温度小于固化温度后起始固化，经过材料的层层堆积形成最后成品。

02.FDM打印材料选取

1.粘度低阻力小，不易堵喷头。

2.熔点低，熔点温度低打印功耗小，却有利于加强设备运用寿命。

3.黏结性高，黏结性决定实体各层之间的黏结强度。

4.收缩率小，挤出的材料丝会出现膨胀，收缩率越小，打印出来的物品精度越有保准。

因此呢，日前市场上重点的FDM材料包含ABS、PLA、PC、PP、合成橡胶等。

03.FDM的优良和技术限制

优良：

1.成本低，FDM技术不采用激光系统。

2.成型材料范围较广，ABS、PLA、PC、PP等热塑性材料均可做为FDM技术的成型材料。

3.环境污染较小，打印过程中不触及高温、高压，无有毒物质排放。

4.设备、材料体积较小，便于搬运，适合于办公室、家庭等环境。

5.原料利用率高，无废弃的成型材料，支撑材料能够回收。

技术限制：

1.精度低，表面有显著条纹。温度对FDM成型效果影响非常大。

2.强度低，受工艺和材料限制，打印物品的性能强度低。

3.打印时间长，需按横截面形状逐步打印。

因为FDM在加工过程中不触及激光技术，整体设备体积较小，耗材获取较容易，打印成本相对较低，因此呢FDM技术路径是用户普及率最高的3D打印技术

2、选取性激光烧结（SLS）‌：

利用激光烧结粉末材料，适用于多种材料，如塑料、金属和陶瓷，拥有较高的成型精度和表面质量‌。选取性激光烧结成形（SLS）是一种增材制造（AM）技术，它运用激光做为电源来烧结粉末材料（一般是尼龙/聚酰胺），将激光自动瞄准由a定义的空间点。3D模型将材料粘合在一块，形成坚固的结构。它类似于直接金属激光烧结（DMLS）; 这两个是相同概念的实例，但技术细节区别。选取性激光熔化（SLM）运用了类似的概念，但在SLM中材料完全熔化而不是烧结，准许区别的性质（晶体结构，孔隙率等）。SLS（以及其他说到的AM技术）是一项相对较新的技术，迄今为止重点用于快速原型制作和零部件的小批量生产。随着AM技术的商场化改进，生产角色正在扩大。

1、选区激光烧结（SLS）

选取性激光烧结技术(SLS)最初是由于美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard于1989年在其硕士论文中提出的,选区激光烧结，顾名思义，所采用的冶金机制为液相烧结机制，成形过程中粉体材料出现部分熔化，粉体颗粒保存其固相核心，并经过后续的固相颗粒重排、

液相凝固粘接实现粉体致密化。美国DTM机构于1992年推出了该工艺的商场化生产设备SinterSation。德国的EOS机构在这一行业亦做了非常多科研工作,并研发了相应的系列成型设备。国内有如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限机构等,多家单位进行SLS的关联科研工作,亦取得了重大成果。

SLS技术原理及其特点

全部工艺安装由粉末缸和成型缸构成,工作粉末缸活塞(送粉活塞)提升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机按照原型的切片模型掌控激光束的二维扫描轨迹,有选取地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉,掌控激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型

选区激光烧结SLS

SLS工艺采用半固态液相烧结机制，粉体未出现完全熔化，虽可在必定程度上降低成形材料积聚的热应力，但成形件中含有未熔固相颗粒，直接引起孔隙率高、致密度低、拉伸强度差、表面粗糙度高等工艺缺陷，在SLS半固态成形体系中，固液混合体系粘度一般较高，引起熔融材料流动性差，将显现SLS快速成形工艺特有的冶金缺陷——“球化”效应。球化现象不仅会增多成形件表面粗糙度，更会引起铺粉安装难以在已烧结层表面均匀铺粉后续粉层，从而阻碍SLS过程顺利开展。因为烧结好的零件强度较低,需要经过后处理才可达到较高的强度并且制造的三维零件广泛存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。

在SLS显现初期，相针对其他发展比较成熟的快速成型办法，选取性激光烧结拥有成型材料选取范围广，成型工艺比较简单（无需支撑）等优点。但因为成型过程中的能量源自为激光，激光器的应用使其成型设备的成本较高，随着2000年之后激光快速成形设备的长足进步（表现为先进高能光纤激光器的运用、铺粉精度的加强等），粉体完全熔化的冶金机制被用于金属构件的激光快速成形。选取性激光烧结技术(SLS)已被类似更为先进的技术代替。

2、直接金属激光成形（DMLS）

SLS制造金属零部件,一般有两种办法,其一为间接法,即聚合物覆膜金属粉末的SLS;其二为直接法,即直接金属粉末激光烧结(DirectMetalLaserSintering,DMLS)。自从1991年金属粉末直接激光烧结科研在Leuvne的Chatofci大学开展败兴,利用SLS工艺直接烧结金属粉末成形三维零部件是快速原型制造的最后目的之一。与间接SLS技术相比,DMLS工艺最重点的优点

是取消了昂贵且费时的预处理和后处理工艺过程。

直接金属粉末激光烧结(DMLS)的特点

DMLS技术做为SLS技术的一个分支，原理基本相同。但DMLS技术精确成形形状繁杂的金属零部件有很强难度,归根结底,重点是因为金属粉末在DMLS中的“球化”效应和烧结变形，球化现象,是为使熔化的金属液表面与周边介质表面形成的体系拥有最小自由能,在液态金属与周边介质的界面张力功效下,金属液表面形状向球形表面转变的一种现象.球化会使金属粉末熔化后没法凝固形成连续平滑的熔池,因而形成的零件疏松多孔,致使成型失败，因为单组元金属粉末在液相烧结周期的粘度相对较高,故“球化”效应尤为严重,且球形直径常常大于粉末颗粒直径,这会引起海量孔隙存在于烧结件中，因此呢,单组元金属粉末的DMLS拥有显著的工艺缺陷,常常需要后续处理,不是真正道理上的“直接烧结”。

为克服单组元金属粉末DMLS中的“球化”现象,以及由此导致的烧结变形、密度疏松等工艺缺陷,日前通常能够经过运用熔点区别的多组元金属粉末或运用预合金粉末来实现。多组分金属粉末体系通常由高熔点金属、低熔点金属及某些添加元素混合而成，其中高熔点金属粉末做为骨架金属，能在DMLS中保存其固相核心；低熔点金属粉末做为粘结金属，在DMLS中熔化形成液相，生成的液相包覆、润湿和粘结固相金属颗粒，以此实现烧结致密化。

2.2.2直接金属粉末激光烧结(DMLS)的问题

做为SLS技术的一个重要分支的DMLS技术尚处在持续发展和完善的过程之中,其烧结的理学过程及烧结致密化机理仍不明了,区别金属粉末体系的激光烧结工艺参数仍需摸索,专用粉末的研制与研发还有待突破。因此呢,创立金属粉末直接激光烧结过程的数学、理学模型,定量科研DMLS烧结致密化过程中的烧结行径和组织结构变化,作为粉末冶金科学与工程科研中的重要内容之一。

DMLS中,金属粉末的物性针对烧结质量有着及其重要的影响,相同的工艺参数要求下,区别的粉末体系的烧结效果常常有很大的区别。把握粉末体系的物性,为其选取最优化的工艺参数,是DMLS的最基本、最重要的需求。海量科研显示,影响DMLS质量的三个关键物性参数重点为:烧结特性、摊铺特性和稳定性。

3、选区激光熔化（SLM）

SLM的思想最初由德国Fraunhofer科研所于1995年提出，2002年该科研所对SLM技术的科研取得巨大的成功。世界上第1台SLM设备由英国MCP（Mining and Chemical Products Limited）集团机构下辖的德国MCP-HEK分机构已于2003年底推出。为获取全致密的激光成形件，同期亦受益于2000年之后激光快速成形设备的长足进步（表现为先进高能光纤激光器的运用、铺粉精度的加强等），粉体完全熔化的冶金机制被用于金属构件的激光快速成形。例如，德国著名的快速成形机构EOS机构，是世界上较早开展金属粉末激光烧结的专业化机构，重点从事SLS金属粉末、工艺及设备开发。而该机构新近开发的EOSINTM270/280型设备，虽继续沿用“烧结”这一表述，但已装配200W光纤激光器，并采用完全熔化的冶金机制成形金属构件，成形性能得以明显加强。日前，做为SLS技术的延伸，SLM术正在德国、英国等欧洲国家蓬勃发展。即便继续沿用“选区激光烧结”（SLS）这一表述，实质所采用的成形机制已转变为粉体完全熔化机制。

1、选区激光熔化的原理

SLM技术是在SLS基本上发展起来的，二者的基本原理类似。SLM技术需要使金属粉末完全熔化，直接成型金属件，因此呢需要高功率密度激光器激光束起始扫描前，水平铺粉辊先把金属粉末平铺到加工室的基板上，而后激光束将按当前层的轮廓信息选取性地熔化基板上的粉末，加工出当前层的轮廓，而后可升降系统下降一个图层厚度的距离，滚动铺粉辊再在

已加工好的当前层上铺金属粉末，设备调入下一图层进行加工，如此层层加工，直到全部零件加工完毕。全部加工过程在抽真空或通有气体守护的加工室中进行，以避免金属在高温下与其他气体出现反应。SLM与DMLS的界限日前很模糊,区别不显著,DMLS技术虽翻译为金属的烧结,实质成型过程中都数时候已将金属粉末完全熔化。DMLS技术运用材料都为不同金属构成的混合物,各成份在烧结(熔化)过程中相互赔偿,有利于保准制作精度。而SLM技术运用材料重点为单一组分的粉末,激光束快速熔化金属粉末并得到连续的扫描线。

选取性激光烧结工艺示意图。SLS 3D 打印技术运用高功率激光将微小的聚合物粉末颗粒烧结成基于 3D 模型的固体结构。

打印：将粉末薄薄地分散在成型室内部的平台上。打印机将粉末预热到略小于原材料熔点的温度，这使得激光在描摹模型以固化部件时，更易加强粉末床特定区域的温度。激光扫描 3D 模型的横截面，将粉末加热到接近材料熔点或恰好达到熔点的温度，从而将颗粒机械地熔合在一块，形成一个固体部件。未熔合的粉末在打印过程中支撑部件，再也不需要专门的支撑结构。而后，平台逐层降低到成型室中，层高一般在 50 至 200 微米之间，每层重复这一过程，直到部件打印完成。

冷却：打印结束后，成型室需要在打印箱体中稍微冷却，而后在打印机外进行冷却，以保证最佳的机械性能，避免部件变形。

后处理：需要从成型室中取出打印完成的部件、将其与粉末分离并清理掉多余的粉末。粉末能够回收利用，打印部件能够经过介质喷砂或介质滚磨进一步进行后处理。

选区激光熔化SLM

SLS 3D 打印技术简史

选取性激光烧结是最早的增材制造技术之一，由德克萨斯大学奥斯汀分校的 Carl Deckard 博士和 Joe Beaman 博士于 20 世纪 80 年代中期研发。此后，她们对该工艺进行了调节，以适用于一系列材料，包含塑料、金属、玻璃、陶瓷和各样复合材料粉末。如今，这些技术统叫作为粉末床熔融增材制造工艺，即经过热能选取性熔合粉末床区域。

日前最平常的两种粉末床熔融 3D 打印系统是运用塑料材料的 SLS 和运用金属材料的直接金属激光烧结 (Direct Metal Laser Sintering, DMLS) 或选取性激光熔化 (Selective Laser Melting, SLM)。始终败兴，塑料和金属粉末床熔融系统都非常昂贵和繁杂，限制了它们在小批量高价值或定制部件（如航空航天组件或医疗器械 ）中的应用。

近期，该行业的创新突飞猛进，塑料 SLS 此刻追随着如立体光固化 (SLA) 和熔融沉积成型 (FDM) 等其他 3D 打印技术的脚步，以方便、紧凑的系统为各行各业广泛应用。

SLS 3D 打印机的类型

所有的选取性激光烧结 3D 打印机均以上一节所述的工艺为基本而打造。重点区别在于激光器的类型、成型体积的体积和系统的繁杂程度。区别的设备运用区别的处理方法来进行温度控制、粉末分配和打印层沉积。

选取性激光烧结需要在全部打印过程中保持高精度和严格掌控。在取出部件前的预热、烧结和储存三个周期，粉末和（未完成）部件的温度变化必须掌控在 2°C 以内，以减少翘曲、应力和热变形。

传统工业级 SLS 3D 打印机

几十年来，选取性激光烧结始终是最受专业人士欢迎的 3D 打印技术之一，但繁杂性、高需求和昂贵的价格限制了其在服务公司和大型企业中的应用。

这些设备需要特殊的 HVAC 和工业级电力供应，即使是最小的工业设备亦最少需要 10m² 的安装空间。设置这些设备前，需要花费数天时间进行现场安装和培训。繁杂的工作流程和陡峭的学习曲线亦寓意着这些系统需要由熟悉的内部技术人员负责操作和守护。

一台设备的起售价为 20 万美元上下，而全套处理方法的价格更加是远高于此，因此传统工业级 SLS 针对非常多企业来讲，始终是可望而不可及的。

2、选区激光熔化技术的发展问题

激光选区成形件中，Fe基合金（重点是钢）SLM成形科研较多，但SLM成形工艺尚需优化、成形性能尚需进一步加强；对SLM成形性能（尤其是占基本地位的致密度），日前SLM 成形的钢构件一般难以实现全致密。处理钢材料SLM成形的致密化问题，是快速成形科研的关键性瓶颈问题。钢材料激光成形的难度，重点取决于钢中重点元素的化学特性。基体元素Fe及合金元素Cr对氧都拥有很强的亲和性，在常规粉末处理和激光成形要求下很难彻底避免氧化现象。因此呢，在SLM过程中，钢熔体表面氧化物等污染层的存在，将明显降低润湿性，导致激光熔化特有的冶金缺陷球化效应及凝固微裂纹，从而明显降低激光成形致密度及相应的机械性能。另一方面，钢中C含量是决定激光成形性能的又一个关键原因。一般，过高的C含量将对激光成形性产生有害，随C含量上升，熔体表面C元素层的厚度也会增多。这与氧化层的有害影响类似，亦会降低润湿性，引起熔体铺展性降低，并导致球化效应。另外，在晶界上形成的繁杂碳化物会增大钢材料激光成形件的脆性。因此呢，一般对钢材料SLM成形，需加强激光能量密度及SLM成形温度，可促进碳化物的溶解，亦可使合金元素均匀化。经过粉体材料及SLM工艺优化，包含：1，严格掌控原始粉体材料及激光成形系统中的氧含量以改善润湿性；2，恰当调控输入激光能量密度以获取适宜的液相粘度及其流变特性，可有效控制球化效应及微裂纹形成，从而获取近全致密结构。

针对以Al合金为表率的轻合金零件激光快速成形，先前绝大都数科研报告是基于SLS 半固态烧结成形机制，但因严重的球化效应及孔隙缺陷，故科研发展不大；而SLM技术可望为高性能繁杂结构Al合金零件近净成形与快速制造供给崭新的技术途径。Al基合金零件SLM成形拥有高难度，是由于材料自己特殊理学特性本质所决定的。一方面，，一般低功率CO2激光难以使Al合金粉体出现有效熔化，而需求运用能量密度更高的光纤或Nd:YAG激光，这无疑对激光器性能提出了更苛刻的需求。另一方面，Al合金材料热导率高，SLM成形过程中激光能量输入极易沿基板或在粉床中传递消耗，引起激光熔池温度降低，熔体粘度增多且流动性降低，故其难以有效润湿基体材料，引起SLM成形球化效应及内部孔隙、裂纹等缺陷。其三，从成形工艺方向，Al合金材料密度较低，粉体流动性差。

需指出的是，基于SLM/SLRM成形机制，虽能在必定程度上改善激光成形件的致密度和表面光洁度，但因成形过程中粉末出现完全熔化/凝固，故在固液转变过程中将显现显著的收缩变形，致使成形件中积聚很强的热应力，并将在冷却过程中得以释放，使得成形件出现变形、乃至开裂。

因为激光选区熔化成形技术成形粉末需要量大，需要在全部成形平面铺设金属粉末，因而不适宜成形贵重的金属；全部成形平台很强，惰性气体守护效果较差，因而亦不适宜成形易氧化的金属粉末。

3、选区激光熔化技术的优良

在原理上，选区激光熔化与选区激光烧结类似，但由于采用了较高的激光能量密度和更细小的光斑直径，成型件的力学性能、尺寸精度等均较好，只需简单后处理就可投入运用，并且成型所用原材料无需尤其配制。选区激光熔化技术的优点可归纳如下：

直接制造金属功能件件，无需中间工序；

良好的光束质量，可得到细微聚焦光斑，从而能够直接制造出较高尺寸精度和较好表面粗糙度的功能件；

金属粉末完全熔化，所直接制造的金属功能件拥有冶金结合组织，致密度较高，拥有较好的力学性能，无需后处理；

粉末材料可为单一材料亦可为多组元材料，原材料无需尤其配制；

可直接制造出繁杂几何形状的功能件；

尤其适合于单件或小批量的功能件制造。

选区激光烧结成型件的致密度、力学性能较差；电子束熔融成型和激光熔覆制造难以得到较高尺寸精度的零件；相比之下，选区激光熔化成型技术能够得到冶金结合、致密组织、高尺寸精度和良好力学性能的成型件，是近年来快速成型的重点科研热点和发展趋势。

4、选区激光熔化技术的科研展望

（1）实现激光快速成形专用金属粉体材料系列化与专业化。注重粉体材料对改善激光

快速成形性能的物质基本功效，深入定量科研适于选区激光熔化成形工艺的粉体化学成份、物性指标、制备技术及表征办法，实现激光快速成形专用金属及合金粉体材料的专业化和系列化。

（2）深入定量科研金属及合金粉体激光成形冶金本质及其机理。紧扣金属及合金粉体

激光快速成形关键科学问题，包含激光束—金属粉体交互功效机理、激光熔池非平衡传热传质机制、超高温度梯度下金属熔体快速凝固及内部冶金缺陷和显微组织调控、金属粉体激光熔化成形全过程及各类型内应力演变等冶金、理学、化学及热力耦合问题，为改善金属及合金粉体激光快速成形组织和性能供给科学理论基本。

（3）高性能繁杂结构金属及合金零件激光控形控性净形制造。以激光快速成形专用高

流动性金属粉体设计制备为物质基本，以激光非平衡熔池冶金热力学和动力学行径、激光成形显微组织调控机制、激光成形件内应力演化规律多尺度预测为理论基本，经过粉体设计制备—零件结构设计—SLM成形工艺—组织及性能评估的一体化科研，面向航空航天、生物医药、模具制造等行业应用需要，实现高性能繁杂结构金属及合金关键零件激光控形控性直接精细净成形制造。

选取性激光烧结成形（SLS）是一种增材制造（AM）技术，它运用激光做为电源来烧结粉末材料（一般是尼龙/聚酰胺），将激光自动瞄准由a定义的空间点。3D模型将材料粘合在一块，形成坚固的结构。大都数企业都爱好它，由于它的精度高，适合制造几何形状繁杂的制品。

SLS 打印的优良

高繁杂性：能够制造繁杂的几何形状，适用于设计自由度大的部件。

材料多样性：支持多种材料，如尼龙、金属粉末，满足区别应用需要。

强度和耐用性：打印的部件一般拥有良好的强度和耐磨性，适合功能性应用。

无需支撑结构：粉末床供给支持，减少了后处理和材料浪费。

小批量生产：适合快速原型和小批量生产，降低了研发成本和时间。

SLS 打印的缺点

设备成本高：SLS打印机和关联设备一般价格昂贵，适合预算充足的企业。

后处理繁杂：打印完成后需要清理未烧结的粉末，这一过程可能繁琐且耗时。

表面粗糙度：打印件的表面可能较为粗糙，一般需要额外的后处理才可达到更光滑的效果。

尺寸限制：虽然能够打印繁杂形状，但单件的最大打印尺寸受到设备限制。

材料限制：尽管支持多种材料，但选取的范围仍然较其他技术（如FDM）少，且某些材料的成本较高。

激光能量消耗：SLS打印过程中激光的能量消耗相对较高，可能增多运营成本。

选取性激光烧结因其精度、准确度、生产率等优点而受到许多行业的喜爱。诺铂是您能找到的最好的 SLS 服务商之一。凭借咱们经验丰富的技术工程师团队，您更有可能得到顺利且质量有保准的项目。

针对金属零件选区激光熔化快速成形的材料、工艺及理论的科研，尚有非常多方面未得到本质突破。针对该行业许多新材料、新工艺、新现象及新理论的深入科研与发掘，是实现激光快速成形技术走向工程应用的基本。SLS：Selective Laser Sintering，(选取性激光烧结) 工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一块，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选取地烧结下层截面。SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛。

1. 设计和准备文件

运用任意 CAD 软件或 3D 扫描数据来设计模型，并将其导出为 3D 打印文件格式（STL、OBJ 或 3MF）。每台 SLS 打印机都包括软件，用于微调打印设置，帮助您定向及摆列模型，并预估打印时间以及将数字模型切片成层以进行打印。设置完成后，打印准备软件经过无线或有线连接将指令发送到打印机。

Fuse 系列打印机运用 PreForm 打印准备软件（免费下载），您能够在 3D 网格内无缝复制和组织多个部件，以便在一次打印中尽可能多地利用构建空间。PreForm 会自动意见最佳的定向和部件排布，并能按照需要手动调节。

Fuse 系列 SLS 设计指南

本设计指南将介绍设计 Fuse 1 SLS 3D 打印件的有些重要重视事项，以及怎样利用这些最佳实践成功制造部件，以便从首次打印起始就能在预期应用中发挥功效。

2. 准备打印机

准备打印机的工作流程因系统而异。大都数传统 SLS 系统需要海量的培训、工具和人工介入来完成准备和守护工作。

Fuse 系列打印机以简单有效的方式重新设计了 SLS 工作流程，采用模块化组件实现了不间断打印和端到端粉末处理。

在 Fuse 系列打印机上，您能够用粉末盒容易装载粉末。

Fuse 系列打印机运用可拆卸的成型室，因此呢您能够在之前的打印还在冷却时运行下一个打印任务。

3. 打印

在所有的打印前检测工作完成后，设备就能够进行打印了。SLS 3D 打印所需的时间从数小时到数天不等，取决于部件的尺寸、繁杂程度以及密度。因为应用高功率激光，即使是运用 Fuse 1+ 30W 进行完整成型一般亦能在 24 小时内完成。

打印完成后，成型室需要在打印箱体中稍微冷却，而后再进入下一步。之后，能够移出成型室，并插进一个新的成型室来运行另一个打印任务。

在后处理之前，装有打印部件的成型室必须进一步冷却，以保证最佳的机械性能，避免部件变形。这可能会占用最多一半的打印时间。

在 Fuse 系列打印机上，触摸屏会表示打印过程中打印床的实时状况，便于用户观看所有打印过程。此摄像机视图亦可经过您的电脑在 PreForm 中拜访，您无需离开办公桌就可监控打印状况。

4. 部件提取和粉末回收

与其他 3D 打印工艺相比，SLS 部件的后处理需要的时间和人力最少。因为无支撑结构，SLS 打印机易于扩展，并保证成批部件拥有一致的结果。

在成型室冷却后，能够从成型室中取出料块并从未烧结的粉末中提取打印完成的部件。针对此流程的处理方法包含价格更优惠的手动粉末回收处理方法（如 Fuse Depowdering Kit（Fuse 除粉套件））和一站式粉末回收站（如 Fuse Sift），以便取出部件并处理未烧结粉末，以及存储、分配和混合粉末。

部件回收后多余的粉末都会经过筛滤，去除很强的颗粒，以便循环运用。未熔合的粉末在高温下会有轻微的降解，因此呢在以后的打印任务中应运用新的材料进行弥补。得益于后续打印任务中重复运用材料的能力，SLS 是导致最少浪费的制造办法之一。

Fuse Sift 与 Fuse 系列打印机协同，一起完成 SLS 打印工作流程。该设备为取出打印件和回收粉末供给了一个安全有效的系统。

Fuse Sift 能够自动分配和混合新旧粉末，因此呢您能够减少浪费并掌控粉末供应。

5. 后处理

在取出部件后，介质喷砂处理是保证 SLS 3D 打印部件完全脱粉，实现无粉末残留以及得到光滑表面光洁度的关键过程。该过程将去除散粉，并清除打印部件的半烧结 Surface Armor。

市面上有多种手动和自动喷砂处理方法，并供给各样价格范围。Formlabs Fuse Blast 是首款经济实惠的自动化介质喷砂处理方法，既可完善 Fuse 系列 SLS 生态圈，亦能够做为其他类型粉末床熔融 3D 打印机的介质喷砂机，且不受打印机类型限制。

介质喷砂处理还能够大幅减少 SLS 工作流程中最耗时和体力需求最高的部分流程。在后处理工作流程中引入 Fuse Blast 做为 Fuse Sift 的弥补，可将清洁时间缩短至 15 分钟，平均手动操作时间减少 80%。

经过 Fuse Blast 的可选抛光系统升级，您能够运用一站式系统完成从清洁到表面处理的全过程。在 Fuse Blast 中抛光后，在短短 15 分钟内就能得到无粉末残留的光滑耐磨部件，同期拥有专业的半光泽表面效果。集中的介质珠有效地磨掉了引起 SLS 部件触感粗糙的微观脊，使部件表面光滑并消除了大部分表面孔隙。

行业内有多种3D打印技术，它们分别用于区别的行业和区别的用途。其中包含金属3D打印技术-选取性激光烧结（SLS）。这项技术怎样运作？能够运用什么材料？博型科技来告诉你！

选取性激光烧结或SLS技术的研发始于1980年代。美国德克萨斯州奥斯汀大学的Carl Deckard博士和Joe Beaman博士研发了粉末床融合技术的基本。因为运用了激光，这些技术能够运用从聚合物到金属的多种材料进行制造。当专门说到SLS技术时，咱们谈论的是塑料聚合物，重点是尼龙。然则，这将在过去几年中有所改变。

实质上，戴卡德（Deckard）和比曼（Beaman）这两位大夫得到了选取性激光烧结的专利。另外，她们还参与了DTM机构的创建，该机构此刻是3D Systems的一部分（自2001年起）。从那时起，显现了许多专门从事粉末熔融技术的机构，包含专门从事SLS的Farsoon Technologies。最后，应该指出，RF Housholder早在1979年就发明了一种类似于SLS的办法并申请了专利，然则从未商场化。

激光或SLS选取性烧结怎样工作？

选取性激光烧结使得无需运用中间粘合剂或无需经过组装周期就可打印功能对象。在打印之前，运用CAD软件（例如CATIA，SolidWorks，ProEngineer）设计对象。而后，该模型将以数字格式（STL文件）发送到3D打印机。而后，借助CO2激光产生的温度，从熔融粉末中逐层进行打印。

要起始该过程并准备3D SLS打印机，请将粉斗和建筑区域加热到小于聚合物粉（1）的熔融温度。第1层粉末沉积在施工平台（2）上。而后，CO 2激光器选取性地烧结（即熔合）呈所需形状的粉末状聚合物颗粒。组件的全部横截面都由激光扫描，因此呢该组件结构牢靠（3）。当层完成后，构造平台向下移动以准许重新涂覆材料表面。重复该过程，直到完成全部部分（4）。

打印后，零件完全被粉末覆盖。在继续进行清洁和后处理周期之前，必须先将这种粉末容器冷却。这最多可能需要12个小时。随后，用压缩空气或某种其他清洁介质清洁零件，并准备运用或进一步处理。

选取性激光烧结材料

粉末熔融技术准许运用多种材料制造物体，SLS技术指的是塑料聚合物。最平常的是聚酰胺PA 12，一般叫作为尼龙12。尽管该技术还能够运用聚丙烯，铝化物，碳酰亚胺，PEBA，PA 11和PEEK来制造。亦能够向材料中添加其他添加剂的纤维，例如碳纤维，玻璃或铝，从而改善零件的机械性能。

这项技术的大都数最初运用都与原型的研发相关，然则随着材料的耐用性和3D SLS打印机价格的降低，这种状况正在改变，选取性激光烧结亦能够进行最后零件的研发。

发展

SLS技术用于设计，汽车，航空航天和工程行业等多个行业。直到几年前，选取性激光烧结3D打印机的重点制造商还是3D Systems和EOS GmbH，重点应用于专业行业。

照片源自：Paragon Rapid Technologies Limited

后者是独一能够运用PEEK等高性能热塑性塑料进行印刷的SLS设备的制造商。截止2014年，该技术的专利已发布，因此呢该行业显现了多个参与者。从诸如Natural Robots及其VIT设备之类的新机构，到诸如Formlabs及其新型Fuse 1之类的知名品牌。这应该使这些技术民主化，并使它们更接近该行业的机构。

3‌、立体光固化（SLA）‌：

利用紫外光固化液态树脂，适用于精细零件制造和快速原型制作，拥有较高的成型精度和表面质量‌。

3D打印技术—SLA 光固化

SLA是立体光固化成型法的英文简写形式，全拼Stereo lithography Appearance。1986年美国博士Charles W Hull在其一篇论文中提出运用激光找色光敏树脂表面，并固化制作三维物体的概念。无错，便是他了¯¯¯在他提出概念之后，Charles W Hull申请关联专利。1986年便显现SLA的雏形，SLA亦作为最早提出并实现商场应用的成型技术。1988年，3D打印行业巨头3D Systems机构按照SLA成型技术原理制作世界上第1台SLA 3D打印机——SLA250，并将其商场化。自此，基于SLA成型技术的机型如雨后春笋，相继显现。

工作原理：该技术重点是利用特定强度的激光聚焦照射在光固化材料的表面（材料重点为树脂），使之点到线、线到面的完成一个层上的打印工作，一层完成之后进行下一层，依次方式循环往复，直至最后成品的完成。

在所有的3D打印技术中，SLA能够算的上黄金标准了：

1) 是显现最早的3D打印技术，成熟度高；

2) 表面质量佳，精度高（在0.1mm上下）；

3) 打印材料的多样性，持有范围广泛的功能性材料，可按照自己需要从中挑选出最合适的材料；

4) 由CAD数据直接生成原型，加工速度快、生产周期短，并且无需切削工具二次加工。

但一样SLA技术的缺点亦很显著：

1) 系统造价昂贵，且守护花费很高；

2) 运用环境需求高，拥有毒性和气味，需密闭环境；

3) 软件的操作繁杂，需要必定的专业度。

当然以上都是针对专业的3D打印机来讲的，随着日前3D打印被越来越多的人认识与运用，更多的桌面级的打印机起始出此刻创客的手中，更乃至非常多人起始自己DIY。时迄今日，科研和生产SLA技的组织、企业、团队已然众多

PART-01

操作实践：设计到打印的无缝衔接

1、前处理

模型设计：运用CAD软件（如SolidWorks、Fusion 360等）进行模型设计。设计过程中需思虑模型的壁厚、支撑结构、打印方向等原因，以保证模型能够顺利打印。

模型优化：将设计好的模型导入到3D打印切片软件中（如Cura、Simplify3D等），进行切片处理。这里过程中，能够调节打印层厚、填充密度、支撑结构等参数，以优化打印效果。

文件导出：将优化后的模型文件导出为STL或OBJ格式，供SLA打印机运用。

2、打印

设备准备：起步SLA打印机，检测设备状态，保证打印平台、激光器、树脂槽等部件正常运行。

树脂准备：按照打印需要，选取合适的树脂材料，并将其倒入树脂槽中。保证树脂液面在打印平台上方必定距离，以便打印过程中树脂能够充分覆盖打印平台。

文件导入与设置：将导出的STL或OBJ文件导入到SLA打印机的掌控软件中，设置打印参数（如层厚、打印速度、揭发时间等）。

起始打印：起步打印程序，SLA打印机将根据切片后的数据逐层打印模型。在打印过程中，需密切关注设备运行状态，保证打印顺利进行。

3、后处理

模型取出：待打印完成后，将模型从树脂中取出。此时模型表面可能残留有未固化的树脂，需进行后续处理。

清洗与固化：运用酒精或清洗剂将模型表面的树脂残留物清洗干净，并置于紫外线下进行固化处理，以保证模型表面坚硬光滑。

支撑结构去除：针对打印过程中添加的支撑结构，需运用刀具或砂纸将其去除，以使模型达到最后形态。

4、质检

外观检测：检测模型表面是不是平整光滑，有没有气泡、裂纹等缺陷。如有需要，可进行打磨或修复处理。

尺寸测绘：运用卡尺等工具测绘模型的尺寸精度，保证符合设计需求。

功能测试：如模型拥有特定功能（如装配结构、运动公司等），需进行功能测试以验证其可用性。

5、发货

包装：将质检合格的模型进行妥善包装，以防在运输过程中受损。常用的包装材料包含泡泡板、气泡袋等。

发货：将包装好的模型交给物流机构进行发货。在发货过程中，需保证模型在运输过程中的安全稳定。同期，还需供给仔细的发货名单和物流信息，以便客户随时认识订单状态。

PART-02  

SLA 工艺的优良与不足

优良

● 高精度：SLA工艺以其逐层固化的方式，能够实现非常高的打印精度，一般能够达到0.1mm乃至更小的层厚，使得打印出的模型拥有极高的尺寸精度和表面质量。

● 表面光滑：因为树脂材料在紫外光下逐层固化，SLA打印出的模型表面非常光滑，无需后处理即达到到很高的表面质量，非常适合对表面需求高的应用场景。

● 材料多样性：SLA工艺能够运用多种光敏树脂材料，包含标准树脂、弹性树脂、高韧性树脂等，能够满足区别行业的需要，如原型制作、珠宝设计、牙科模型等。

● 适合繁杂结构：SLA工艺能够打印出非常繁杂的内部结构和细节，如细小的管道、镂空结构等，这是其他工艺难以实现的。

● 环保：相比某些3D打印工艺，SLA工艺运用的树脂材料相对较为环保，且打印过程中产生的废弃物相对较少。

不足

● 设备成本高：SLA打印机及其关联设备一般较为昂贵，这使得其普及程度受到必定限制。

● 打印速度慢：因为每层都需要等待完全固化后才可进行下一层的打印，因此呢SLA工艺的打印速度相对较慢，不适合大规模生产。

● 后处理繁琐：虽然SLA打印出的模型表面质量较高，但仍需要进行必定的后处理，如清洗、固化等，相对较为繁琐。

● 材料成本：虽然SLA工艺运用的树脂材料相对环保，但价格一般较高，增多了打印成本。

● 模型强度限制：因为SLA工艺运用树脂材料，打印出的模型在强度和耐用性方面可能不如其他工艺（如SLS、FDM等）打印出的模型。

SLA立体光固化3D打印技术基于液态光敏树脂光聚合原理，以制作零件的CAD模型为基本，经过分层软件将模型离散成层数据，输入光固化3D打印机，用运动轨迹受控的紫外激光光束（355nm）辐照液态光敏树脂表面，使之由点到线，由线到面出现光固化交联，完成一个层面的绘图作业后，成型台在垂直方向移动一个分层的高度再固化另一个层面，循环往复，层层叠加，形成三维实体。

SLA光固化3D打印技术成熟度高，加工速度快，制品生产周期短，尤其适合于结构繁杂或运用传统手段难以加工的零件，日前已广泛应用于汽车能源、电子电器、医疗齿科、工业模具、动漫雕塑、建筑模型以及院校研究等许多行业，满足新制品研发、外观验证、设计验证、结构验证、装配检验以及功能测试等需要，并为个性化定制赋予了无限可能。

4、选取性激光熔化（SLM）‌：

利用激光熔化金属粉末，适用于制造高精度的金属零件‌。

科技前沿的浪潮中，总有有些技术如同璀璨星辰，引领着将来的方向。今天，让咱们一同走进SLM（Selective Laser Melting，选取性激光熔融）技术的神奇世界，感受这项金属增材制造技术的无限魅力！